铝合金筒壁电弧增材制造数值模拟中分段弧形体热源模型的建立

• 作者: 吴爱萍 李权 王福德 董明晔 贾金龙 赵玥
• 来源期刊: 清华大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 电弧增材制造 铝合金 筒壁 数值模拟 分段弧形体热源
• 年，卷（期）: 2019,（10）
• 所属期刊栏目: 机械工程
• 页码范围: 823-830
• 页数: 8页
• 分类号: TG47
• 语种: 中文
• DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2019.22.024

摘要

为提升铝合金筒壁电弧增材制造数值模拟的计算效率,基于Goldak移动双椭球体热源在圆弧路径上的分段化与ABAQUS的二次开发,阐述了分段弧形体热源的数学推导过程;建立了有限元模型并进行了移动体热源、材料参数与边界条件的试验验证,模拟结果与试验结果吻合良好;利用3种分段策略进行计算并分析了计算精度与效率.分段策略的数值模拟结果与移动体热源的对比表明:热循环曲线的变化趋势一致,峰值温度的计算误差在8％以内;残余应力云图的分布规律一致,且计算结果对热源的分段段数不敏感;利用一段、四段、八段弧形体热源进行计算的总时间分别节约了98.24％、77.51％、65.96％.